爐溫一致性對模壓成型鈷鉻合金燒結收縮和變形的影響

尹長軍

（東莞市翔通光電技術有限公司，廣東東莞523808）

爐溫一致性對模壓成型鈷鉻合金燒結收縮和變形的影響

尹長軍

（東莞市翔通光電技術有限公司，廣東東莞523808）

利用粉末冶金法制備鈷鉻合金塊，研究燒結爐爐膛溫度一致性對燒結過程中的變形規(guī)律，找出燒結爐影響燒結變形的主要因素。結果表明，溫度偏差達到或超過20℃時，收縮率會出現(xiàn)明顯不一致現(xiàn)象，同時產品會出現(xiàn)明顯變形現(xiàn)象。當爐溫局部偏差低于或等于10℃時，對其收縮一致性和變形的影響便已不再明顯。同時，分別在1 270℃和1 260℃燒結時，其收縮一致沒有發(fā)生變化，對燒結變形也沒有明顯影響。最后，當爐溫為1 250℃時，雖然爐溫一致，但其收縮率明顯偏小。

鈷鉻合金；爐溫一致性；燒結變形；燒結收縮

粉末冶金（PM）法生產效率高、材料利用率高，在材料制備方法中占有重要地位，傳統(tǒng)鑄造工藝生產的鈷鉻合金，現(xiàn)已逐步采用粉末冶金法生產。成型后的壓坯在燒結前，先用CAD/CAM技術對壓坯進行切削加工，然后再燒結。產品多用于義齒行業(yè)，因此對燒結后產品的收縮一致性要求非常高，不允許有燒結變形現(xiàn)象。但工廠在大生產時，仍會出現(xiàn)燒結變形致廢，這在一定程度上限制了粉末冶金法制備的鈷鉻合金在行業(yè)的推廣速度。壓坯密度、成型工藝、燒結工藝等任何一個因素都會導致燒結變形。本文試圖通過研究爐膛內溫度一致性對燒結過程中的變形規(guī)律，找出燒結爐影響燒結收縮和變形的主要因素，優(yōu)化爐膛控溫結構，以降低燒結時鈷鉻合金的變形程度和概率，提高產品燒結一次合格率。

1 試驗

1.1 材料

試驗所用的原材料為氣霧化鈷鉻鉬合金粉，成分組成為：鉻28%，鉬5%，錳、硅、鐵累計小于1%，其余為鈷成分。原始粉末粒度分布見表1.

1.2 方法

合金塊的生產工藝流程為混粉→壓制成型→切割→燒結→表面處理。首先，粉末在10 L捏合機中進混料，混料時間為2 h；混合后的粉末過60目篩網，然后再用T500粉末機壓制成型，壓力為200 bar，保壓90 s，壓坯密度控制在6.38～6.52 g/cm3，壓坯尺寸￠90×16，再把壓坯切成14 mm× 12 mm×16 mm（長×寬×高）小方塊25塊，隨機按每5個為一組，共分成5組小方塊；再用CY-B1400爐膛為圓形的升降式燒結爐，分別在不同的爐膛溫度條件下進行氬氣保護燒結。根據燒結前的尺寸和燒結后的尺寸計算其收縮一致性，并用標準塞尺和水平大理石檢測其彎曲變形程度。方塊在爐膛中的擺放方式為：N1為爐膛左上角，N2為爐膛右上角，N3為爐膛左下角，N4為爐膛右下角，N5為爐膛中心位置。小方塊擺放方式見圖1.爐膛N1、N2、N3、N4位置為對應發(fā)熱體位置，N5位置為爐膛中心位。用高溫測溫塊（日本JFCC）測試爐膛各點實際溫度。測溫塊擺放方式見圖2.

表1 原始合金粉粒度分布

2 結果與分析

鈷鉻合金小方塊在爐溫為1 270℃時，平均收縮率為5.616%，見表2；爐溫為1 260℃，平均收縮率為5.603%，見表3；爐溫為1 250℃時，平均收縮率為5.270%，見表4；同一爐小方塊，在爐溫越趨于一致時，產品收縮率也會明顯趨于一致，見表5；爐溫偏差達到20℃時，產品會出現(xiàn)明顯變形；爐溫局部偏差低于10℃時，對小方塊的收縮一致性和變形的影響已不再明顯，見表6.

圖1 小方塊擺放方式

圖2 測溫塊擺放方式

表2 爐溫為1 270℃時小方塊收縮率和彎曲度

表3 爐溫為1 260℃時小方塊收縮率和彎曲度

表4 爐溫為1 250℃時小方塊收縮率和彎曲度

表5 爐溫局部相差20℃時小方塊收縮率和彎曲度

表6 爐溫局部相差10℃時小方塊收縮率和彎曲度

3 結論

爐膛內溫度偏差達到或超過20℃時，收縮率會出現(xiàn)明顯不一致現(xiàn)象，同時產品會出現(xiàn)明顯變形現(xiàn)象。當爐溫局部偏差低于或等于10℃時，對其收縮一致性和變形的影響便已不再明顯。同時，鈷鉻合金燒結溫度在1 270℃和1 260℃時，其收縮一致性沒有發(fā)生變化，對燒結變形也沒有明顯影響。最后，當爐溫為1 250℃時，雖然爐溫一致，但其收縮率明顯偏小，應該是高溫不夠，燒結不完全所致。

［1］王賢瑞，梁翠，徐金富，等.粉末冶金鐵基閥板在燒結過程中的變形規(guī)律［J］.兵器材料科學與工程，2011，34（1）：65.

［2］陳仕奇，黃伯云.AS金屬粉末氣體霧化制備技術的研究現(xiàn)狀與進展［J］.粉末冶金技術，2004，24（5）：297-301.

〔編輯：劉曉芳〕

TF124.5

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.14.074

2095－6835（2017）14－0074－02